Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Hanyang στη Σεούλ, Νότια Κορέα, ανέπτυξαν μικροσκοπικά μαγνητικά ρομπότ που συνεργάζονται με τρόπο παρόμοιο με τα μυρμήγκια, εκτελώντας εντυπωσιακές εργασίες, όπως η μετακίνηση και ανύψωση αντικειμένων πολύ βαρύτερων από αυτά.
Αυτό το καινοτόμο σύστημα σμηνών μικρορομπότ, το οποίο λειτουργεί με περιστρεφόμενα μαγνητικά πεδία, έχει τη δυνατότητα να ανοίξει νέους ορίζοντες σε ποικίλες σύνθετες εφαρμογές, όπως ελάχιστα επεμβατικές ιατρικές θεραπείες και περιβαλλοντικές εργασίες σε δύσκολες συνθήκες.
Η ομάδα, με επικεφαλής τον Jeong Jae Wie από το Τμήμα Οργανικής και Νανομηχανικής του Πανεπιστημίου Hanyang, εκμεταλλεύεται τη συνεργατική δύναμη αυτών των ρομπότ, εμπνευσμένη από τα εργατικά μυρμήγκια της φύσης. «Η εξαιρετική ικανότητα αυτών των σμηνών να προσαρμόζονται στο περιβάλλον τους και να εκτελούν εργασίες αυτόνομα ήταν εντυπωσιακή», ανέφερε ο Wie. «Αυτά τα ρομπότ συνεργάζονται όπως τα μυρμήγκια, που δουλεύουν μαζί για να χτίσουν γέφυρες ή να αντιμετωπίσουν πλημμύρες».
Η ιδέα των σμηνών ρομπότ έχει μελετηθεί στο παρελθόν, αλλά η συγκεκριμένη μελέτη είναι πρωτοποριακή λόγω της χρήσης μικρορομπότ σε σχήμα κύβου. Αντί για τα παραδοσιακά σφαιρικά ρομπότ που συνδέονται μέσω σημείων επαφής, ο σχεδιασμός του κύβου αυξάνει τη μαγνητική έλξη μεταξύ των ρομπότ, ενισχύοντας τη συνολική τους απόδοση και τη συλλογική τους δύναμη.
Κάθε μικρορομπότ, που έχει μέγεθος μόλις 600 μικρομέτρων, είναι κατασκευασμένο από εποξειδικό υλικό με σιδηρομαγνητικά σωματίδια νεοδυμίου-σιδήρου-βορίου (NdFeB), τα οποία τους επιτρέπουν να ανταποκρίνονται σε μαγνητικά πεδία και να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Με τη βοήθεια ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από δύο συνδεδεμένους μαγνήτες, τα ρομπότ μπορούν να σχηματίσουν διάφορα σχήματα και να συνεργαστούν με ακριβή έλεγχο για να εκτελέσουν σύνθετες εργασίες.
Οι ερευνητές εξέτασαν τις δυνατότητες των σμηνών σε διάφορες δοκιμές και η πιο εντυπωσιακή ήταν όταν ένα σμήνος 1.000 μικρορομπότ σχημάτισε μια σχεδία στο νερό και μετέφερε ένα χάπι που ζύγιζε 2.000 φορές περισσότερο από κάθε ρομπότ. Αυτή η επίδειξη έδειξε την ικανότητά τους για εφαρμογές χορήγησης φαρμάκων σε υγρές επιφάνειες. Στην ξηρά, τα ρομπότ μετέφεραν με επιτυχία αντικείμενα 350 φορές βαρύτερα από τα ίδια.
Άλλες δοκιμές απέδειξαν ότι τα σμήνη ήταν σε θέση να ξεπεράσουν εμπόδια, με τα σχήματα να μπορούν να σκαρφαλώνουν επιφάνειες πέντε φορές υψηλότερες από το ύψος ενός μόνο ρομπότ. Επίσης, τα ρομπότ επέδειξαν την ικανότητα να καθαρίζουν φραγμένους σωλήνες, προσφέροντας υποσχόμενες εφαρμογές για την απομάκρυνση φραγμένων αιμοφόρων αγγείων.
Παρόλο που τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά, οι ερευνητές επισημαίνουν ότι απαιτείται περισσότερη δουλειά για να καταστούν τα σμήνη έτοιμα για ευρεία χρήση. «Αν και τα αποτελέσματα είναι πολλά υποσχόμενα, τα σμήνη θα χρειαστούν μεγαλύτερη αυτονομία και βελτίωση προτού είναι έτοιμα για πρακτική εφαρμογή», κατέληξε ο Wie.
Η ικανότητά τους να συνεργάζονται και να προσαρμόζονται σε ποικίλα περιβάλλοντα τα καθιστά ιδιαίτερα ευέλικτα, και με τη συνεχιζόμενη βελτίωση της τεχνολογίας, είναι πιθανό να δούμε ακόμα πιο εξελιγμένες εκδόσεις αυτών των μικρορομπότ που θα επιλύουν πολύπλοκες εργασίες σε διάφορους τομείς.
Πηγή: NewScientist